趙 潔
(江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院,江西贛州 341000)
裝配式建筑是由結(jié)構(gòu)預(yù)制部品、部件直接在施工地點(diǎn)進(jìn)行裝配的建筑形式。隨著建筑工業(yè)化、智慧化發(fā)展,裝配式建筑在全面貫徹新發(fā)展理念、推動(dòng)城鄉(xiāng)綠色發(fā)展、帶動(dòng)建筑行業(yè)工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級等方面起到越來越關(guān)鍵的作用。
裝配式建筑可以按照材質(zhì)分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等,主要論述混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式建筑。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展始于20世紀(jì)中期,隨著國家低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的導(dǎo)向和要求,其智慧化、生態(tài)性、靈活性等方面的發(fā)展和應(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn)。裝配式建筑具有能源消耗低、建造速度快、環(huán)境污染少、智慧化程度高等特點(diǎn),備受青睞。
21世紀(jì)初,北京等地陸續(xù)出臺(tái)《關(guān)于產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目實(shí)施面積獎(jiǎng)勵(lì)等優(yōu)惠措施的暫行辦法》和《關(guān)于推進(jìn)本市住宅產(chǎn)業(yè)化的指導(dǎo)意見》,有計(jì)劃、有節(jié)奏地鼓勵(lì)在住宅項(xiàng)目中推進(jìn)和實(shí)施應(yīng)用裝配式方式。國家級行業(yè)、部位以及企事業(yè)單位同步開展裝配式建筑的技術(shù)研究工作,出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,助推建筑行業(yè)的裝配化發(fā)展。2016年,國家增加了對裝配式建筑的應(yīng)用的要求,計(jì)劃用10年時(shí)間提高裝配式建筑占所有建筑的比例約30%。
裝配式混凝土建筑是使用預(yù)制的混凝土構(gòu)件彼此連接,采用澆筑混凝土、漿錨或疊合等方式,組裝具有較高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和裝配式結(jié)構(gòu)兩者的基礎(chǔ)上形成的全新混凝土結(jié)構(gòu),具有兩者的優(yōu)勢,具有較多優(yōu)勢特點(diǎn)。
裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件在工廠中進(jìn)行加工生產(chǎn),運(yùn)輸?shù)绞┕龅剡M(jìn)行組合,施工人員只需要進(jìn)行局部連接和固定。與傳統(tǒng)的施工方式相比,裝配式混凝土施工可以較大限度地節(jié)省混凝土在施工現(xiàn)場的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,有效地縮短工程的建設(shè)施工周期,降低工程建設(shè)施工的經(jīng)濟(jì)成本投入。
裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在工廠中進(jìn)行加工生產(chǎn),能夠及時(shí)對不合格的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整,有利于相關(guān)技術(shù)人員在工作時(shí)嚴(yán)格把控構(gòu)件的質(zhì)量,保證結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量,不會(huì)受人為因素影響產(chǎn)生質(zhì)量問題。結(jié)構(gòu)的空間布局靈活多變,對建筑工程的建設(shè)質(zhì)量起到了積極的促進(jìn)作用。
裝配整體式結(jié)構(gòu)的施工周期較短,能夠降低施工過程中對周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的影響;在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中,裝配整體式結(jié)構(gòu)能夠充分利用工業(yè)廢料,降低固體廢物的產(chǎn)生;裝配整體式結(jié)構(gòu)具有低能耗的優(yōu)勢,滿足建筑企業(yè)建設(shè)綠色建筑物的需求。
裝配整體式構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)代化控制,提高整體生產(chǎn)水平,降低建筑工程施工中對人力資源的需求,解放多余生產(chǎn)力,促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的合理分配。建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變,可以最大限度地滿足人們對多樣式結(jié)構(gòu)的需求。
通過政策引導(dǎo)和行業(yè)發(fā)展,國內(nèi)裝配式建筑已經(jīng)進(jìn)入高度發(fā)展階段,全國各大城市的裝配式建筑在建筑中的占比越來越高,高度為100 m以內(nèi)的預(yù)制裝配式建筑技術(shù)水平已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。各個(gè)城市的地理位置、開發(fā)環(huán)境、政策條件不同,裝配式建筑在各個(gè)城市中的發(fā)展不同,對南昌、贛州、香港三個(gè)城市的裝配式建筑發(fā)展情況進(jìn)行概述。
(1)南昌。
2020年,南昌市五陽裝配式建筑基地成為江西省首個(gè)國家級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園區(qū),引進(jìn)了包含遠(yuǎn)大住工等裝配式建筑龍頭企業(yè)25家,產(chǎn)業(yè)鏈總產(chǎn)值突破100億元。
2017年,南昌市提出計(jì)劃,在五年內(nèi)使裝配式建筑在新建建筑中的占比達(dá)到30%,不斷完善市場環(huán)境,形成裝配式建筑有效發(fā)展機(jī)制,不斷提升部品部件的規(guī)?;a(chǎn)能力,提升施工現(xiàn)場安全系數(shù),提出建立綠色建筑、智慧建筑的相關(guān)措施。
逐步推動(dòng)形成殷王村綜合性安置房等典型項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、裝修一體化、施工裝配化、管理信息化、應(yīng)用智能化。目前,南昌市最先實(shí)現(xiàn)PC項(xiàng)目開工、出臺(tái)相關(guān)實(shí)施方案、形成裝配建筑產(chǎn)業(yè)園,不斷努力設(shè)立工業(yè)化建筑研究院所、產(chǎn)學(xué)研修基地,力爭精細(xì)化、智慧化、人性化打造綠色宜居裝配式建筑典范。
(2)贛州。
2016年至今,贛州市積極開拓裝配式建筑市場,率先做出相關(guān)規(guī)劃,出臺(tái)裝配式建筑發(fā)展的實(shí)施方案,提出培育裝配式企業(yè),政府投資建筑原則上均使用裝配式建筑,被列為江西省裝配式建筑試點(diǎn)城市。
2018年,贛州市提出建設(shè)以中心城區(qū)為核心的于都、信豐、中心城區(qū)的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地,實(shí)現(xiàn)同期新建建筑中裝配式建筑占比10%以上,裝配式建筑總面積達(dá)200 萬m2,政府投資項(xiàng)目占比約30%。
2019年贛州市首個(gè)裝配式建筑項(xiàng)目——羊婆巷返遷安置房項(xiàng)目實(shí)施,召開多次裝配式建筑發(fā)展論壇,2020年被認(rèn)定為認(rèn)定第二批裝配式建筑范例城市和產(chǎn)業(yè)基地。
在2021年的相關(guān)工作計(jì)劃中,裝配式建筑占新建建筑的50%,新建相關(guān)產(chǎn)業(yè)基地,新建面積達(dá)10 000 m2以上的新建房屋建筑和公共建筑。目前,新開工的裝配式建筑150余個(gè)、總面積超過500 萬m2,建成3個(gè)產(chǎn)業(yè)基地和龍頭企業(yè)14家。實(shí)現(xiàn)50 km半徑內(nèi)產(chǎn)業(yè)基地全覆蓋,同期新建的建筑中,裝配式建筑占比約30%,政府投資的項(xiàng)目約占50%。
(3)香港。
香港以其建筑高密度著稱,為了改變單調(diào)乏味的建筑風(fēng)格,建筑師提出了塔中塔模式,利用垂直堆疊模式實(shí)現(xiàn)原有的水平布局,將建筑分成基本單元,基本單元在工廠預(yù)制,進(jìn)行組裝搭接,兼顧不同風(fēng)格住戶需求。
20世紀(jì)80年代,這種建造方式被逐步推廣,被大量應(yīng)用于公屋建設(shè)。公屋的地塊小且不規(guī)則,香港開始因地制宜進(jìn)行設(shè)計(jì),制定新的組件標(biāo)準(zhǔn)圖集,按照標(biāo)準(zhǔn)圖集進(jìn)行靈活標(biāo)準(zhǔn)間組合組裝。隨著香港勞動(dòng)力成本的增加和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求的提高,“組裝合成建設(shè)法”應(yīng)用日益廣泛,生產(chǎn)的預(yù)制品服務(wù)于國家一帶一路建設(shè),在旅游、商業(yè)、文創(chuàng)等建筑領(lǐng)域均得到認(rèn)可和歡迎。
傳統(tǒng)建筑中,在現(xiàn)場施工過程會(huì)產(chǎn)生噪聲污染、電磁污染、水污染以及光電氣體污染,建筑垃圾的妥善處理是難以解決的問題之一。采用裝配式建筑能夠減輕施工過程中的各類污染,在施工過程中組裝部品部件只需要少量的機(jī)械和人工,無須腳手架、模版以及抹灰等環(huán)節(jié),可以減少約90%的建筑垃圾。
目前,建筑垃圾的處理方式普遍采用堆放或掩埋,每年約產(chǎn)生30~40 t垃圾,對環(huán)境和土壤造成不可逆轉(zhuǎn)的污染,不符合生態(tài)文明社會(huì)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在裝配式產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中也可以錄用一定比例的建筑垃圾,實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
裝配式建筑的施工過程中,無噪聲污染,污水排放量較少,揚(yáng)塵幾乎可忽略,可以減少大量的施工建筑垃圾,施工效率提高約40%,整體性非常好,工程造價(jià)降低約20%。裝配式建筑施工可以減少施工人員數(shù)量,減少50%以上的現(xiàn)場生活垃圾,切實(shí)貫徹綠色環(huán)保理念。
傳統(tǒng)建筑行業(yè)的技術(shù)集成、勞動(dòng)者素質(zhì)以及施工資質(zhì)和施工方式均不能滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀,為實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的高速、健康、可持續(xù)發(fā)展,裝配式建筑作為一種新的生產(chǎn)方式得到了社會(huì)的認(rèn)可,可以實(shí)現(xiàn)人工到機(jī)械、施工現(xiàn)場到工廠、施工到裝配、工地勞動(dòng)力到產(chǎn)業(yè)工人、技術(shù)人員到工廠檢控人員的五大變革,滿足建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、部品部件生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場施工裝配化、裝修一體化以及施工過程管理信息化等建筑工業(yè)化要求,在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、裝修標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收以及項(xiàng)目管理中極具優(yōu)勢。
工業(yè)化建筑主要分為三種,分別為裝配式混凝土建筑(PC建筑)、裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑,均通過“搭積木”方式進(jìn)行建筑施工,可以大幅度減少建筑垃圾,提升施工質(zhì)量,形成完整的建筑體系,使管理模式日漸精細(xì)化,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建筑生產(chǎn)方式。
裝配式建筑建造模式發(fā)展趨向于一體化建設(shè),在建筑全生命周期成本、工期、項(xiàng)目質(zhì)量等方面,均可以最大限度地節(jié)約成本、縮短工期,達(dá)到建設(shè)的質(zhì)量要求。使用裝配式建筑建造模式可以有效減少建筑垃圾,實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),與現(xiàn)澆式部件相比,使用裝配式部品部件可以使材料浪費(fèi)減少20%,建筑垃圾減少80%,現(xiàn)場用水量減少60上,綜合能耗減少60%,降低現(xiàn)場施工人工成本。
裝配式建筑發(fā)展勢頭良好,但也存在許多問題,如技術(shù)水平不足,設(shè)計(jì)構(gòu)建質(zhì)量、配套材料配備、產(chǎn)能水平等方面不能滿足實(shí)際需求,成本居高不下,現(xiàn)場施工管理監(jiān)管與分工存在漏洞,形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈還需要一定時(shí)間,施工多為高空作業(yè),對現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備依賴程度較高、施工人員協(xié)同不到位等。裝配式建筑應(yīng)進(jìn)一步堅(jiān)持政策引導(dǎo),注重“引”“逼”結(jié)合,明確發(fā)展目標(biāo),充分發(fā)揮市場的調(diào)節(jié)作用,推動(dòng)裝配式建筑項(xiàng)目有效落地,滿足建筑行業(yè)市場需求,進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)技能水平,在外墻、門窗、飾面磚等預(yù)制中推廣保溫、降噪、防水、除濕等技術(shù),推動(dòng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建,助推建筑行業(yè)綠色、健康發(fā)展。